Sondex Warrior文件系統(tǒng)分析及應用

戴月祥, 孟學楨, 何峰江, 王燕, 范春怡, 劉旭東

(1.中國石油集團測井有限公司新疆分公司, 新疆 克拉瑪依 834000; 2.北京捷威思特科技有限公司, 北京 100096)

0　引　言

在某些特殊情況下,Sondex公司的Warrior測井系統(tǒng)[1]的四十臂井徑數(shù)據(jù)[2]無法被WIVA成像解釋軟件[3]讀取,導致測井數(shù)據(jù)無法三維成像。除此之外,WIVA軟件對四十臂井徑測井數(shù)據(jù)采樣率有特殊要求,測井數(shù)據(jù)采樣率不能太高或者太低,否則WIVA軟件無法識別;而掛接在Warrior系統(tǒng)的中國產(chǎn)四十臂井徑儀器一般測井數(shù)據(jù)采樣率低、測井曲線名稱不規(guī)范,由此產(chǎn)生的DB數(shù)據(jù)庫文件無法導入WIVA解釋軟件。因此,有必要對Warrior系統(tǒng)所使用的文件系統(tǒng)、DB數(shù)據(jù)庫文件進行分析,實現(xiàn)Warrior系統(tǒng)四十臂井徑測井數(shù)據(jù)的讀取及格式轉(zhuǎn)換。

1　Warrior測井文件系統(tǒng)

1.1　Warrior文件系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)

Warrior系統(tǒng)的測井數(shù)據(jù)保存在DB數(shù)據(jù)庫文件中,DB數(shù)據(jù)庫文件與AFF/XTF、LIS/DLIS等文件格式?jīng)]有本質(zhì)區(qū)別。但是,Warrior系統(tǒng)也有其不同之處,結(jié)構(gòu)上大多數(shù)傳統(tǒng)測井文件系統(tǒng)采用一層結(jié)構(gòu),Warrior系統(tǒng)采用了多層結(jié)構(gòu)方式;實現(xiàn)方式上,傳統(tǒng)文件系統(tǒng)采用了普通文件讀寫方式,Warrior系統(tǒng)則采用文件系統(tǒng)驅(qū)動方式。

Warrior測井系統(tǒng)安裝后,在計算機系統(tǒng)內(nèi),創(chuàng)建了一套以系統(tǒng)文件驅(qū)動為核心的文件系統(tǒng),通過該文件驅(qū)動系統(tǒng),實現(xiàn)對DB數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、讀、寫、刪除及數(shù)據(jù)管理功能。根據(jù)對Warrior文件系統(tǒng)的功能分析,以及功能間的相互調(diào)用關系,將Warrior文件系統(tǒng)的功能以分層方式解構(gòu)(見圖1)。

圖1　Warrior文件系統(tǒng)系統(tǒng)調(diào)用分層圖

對于Warrior文件系統(tǒng)的各個功能分層、功能分層對應的功能描述,以及該功能層涉及的所有相關的功能模塊等見表1。

表1　Warrior文件系統(tǒng)功能分層

1.2　DB文件結(jié)構(gòu)

在Warrior文件系統(tǒng)中,DB數(shù)據(jù)庫文件負責存儲測井過程中的所有相關信息。DB數(shù)據(jù)庫文件按照特定的數(shù)據(jù)格式,組織、保存相關的井場、油井、測井過程、工程數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)信息。

(1) DB文件基本結(jié)構(gòu)。根據(jù)對DB數(shù)據(jù)庫文件的分析,DB數(shù)據(jù)庫文件的基本結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2　DB數(shù)據(jù)庫文件結(jié)構(gòu)

在DB數(shù)據(jù)庫文件中,首先存儲DB文件標識信息和版本校驗信息,之后依次存儲DB文件信息、field信息、well信息。通常情況下,1次測井過程中一般只有1個run過程信息,如果有多個run過程,則按照相應的規(guī)則和格式,分別存儲對應的run過程信息。

(2) run過程信息結(jié)構(gòu)。DB文件主要在run過程信息中保存測井相關信息,1個run過程可能包括1個或者多個數(shù)據(jù)集信息,這些數(shù)據(jù)集可以分為2類,分別是_plots_數(shù)據(jù)集和普通數(shù)據(jù)集。根據(jù)測井的需求不同,run過程信息中可能只包含其中一類數(shù)據(jù)集。run過程信息包含的數(shù)據(jù)項及功能描述見表2。

表2　run過程信息結(jié)構(gòu)

(3) 普通數(shù)據(jù)集結(jié)構(gòu)。普通數(shù)據(jù)集內(nèi)包含了各種各樣的測井信息項,包括刻度信息、狀態(tài)信息、繪圖格式信息、油井變量信息、工程曲線信息等。普通數(shù)據(jù)集包含的信息見表3。

表3　普通數(shù)據(jù)集構(gòu)成

2　WIVA解釋系統(tǒng)及DB2WVD轉(zhuǎn)換軟件

2.1　WIVA解釋系統(tǒng)功能

WIVA測井解釋系統(tǒng)是Sondex公司開發(fā)的四十臂井徑三維成像系統(tǒng),其主要功能是繪制四十臂井徑三維井周成像圖,直觀、精細地評價套管腐蝕、結(jié)垢、破損及變形等技術狀況,系統(tǒng)功能強大、操作簡單。進行測井數(shù)據(jù)解釋時,既可以靜態(tài)地以各種視角顯示某一深度段的套管內(nèi)壁井周變化狀況,也可動態(tài)連續(xù)的顯示不同深度的套管技術狀況,還可以將重點井段的套管變形情況以不同比例顯示及保存為圖形格式。

四十臂井徑實際測井數(shù)據(jù)記錄在DB數(shù)據(jù)庫文件中,一般至少包括40條井徑曲線、20條直徑曲線,還有如測速、方位等輔助曲線。WIVA解釋系統(tǒng)導入Warrior系統(tǒng)DB數(shù)據(jù)庫文件,并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為WVD格式數(shù)據(jù),然后加載WVD數(shù)據(jù),繪制三維井周成像圖。由于Warrior系統(tǒng)文件驅(qū)動性質(zhì)的固有特點,WIVA系統(tǒng)與Warrior系統(tǒng)必須同時安裝在同一臺計算機上,否則無法實現(xiàn)DB數(shù)據(jù)庫文件的導入及格式轉(zhuǎn)換,對工作造成了一定的不便。

2.2　WVD文件結(jié)構(gòu)

WVD文件是WIVA三維井徑解釋系統(tǒng),可以識別和加載的格式文件,包括1個文件頭信息和若干個數(shù)據(jù)體,通常情況下WVD文件都是1個頭信息和1個數(shù)據(jù)體。文件頭信息長度70 B,從文件開始到70 B包括10部分內(nèi)容,具體描述見表4。

表4　WVD文件頭信息

文件頭信息后面緊跟數(shù)據(jù)體,包括1個數(shù)據(jù)體頭信息和多個測井數(shù)據(jù)體(測井數(shù)據(jù)體數(shù)目與測井深度大小有關)。數(shù)據(jù)體頭信息長度22 B包括6部分內(nèi)容(見表5)。

表5　WVD數(shù)據(jù)體頭信息

數(shù)據(jù)體頭信息之后緊跟測井數(shù)據(jù)體,其長度與記錄的測井曲線數(shù)目大小有關。每個測井數(shù)據(jù)體包括1個測井深度、Curve_Num個井徑數(shù)據(jù)和Assist_Num個輔助數(shù)據(jù)。有多少個測井深度點就記錄多少個測井數(shù)據(jù)體,多個測井數(shù)據(jù)體連續(xù)記錄直到深度結(jié)束為止。

如果WVD文件頭信息中的數(shù)據(jù)體數(shù)目Data_Num數(shù)值大于1,則表明有多個WVD數(shù)據(jù)體,此時多個WVD數(shù)據(jù)體連續(xù)記錄。在第1個數(shù)據(jù)體記錄完成后(1個數(shù)據(jù)體頭信息和多個測井數(shù)據(jù)體),緊接著記錄第2個完整的數(shù)據(jù)體,依此類推,直到第Data_Num個數(shù)據(jù)體記錄完成。

2.3　DB2WVD轉(zhuǎn)換軟件開發(fā)

根據(jù)對Warrior文件系統(tǒng)及DB數(shù)據(jù)庫文件格式的分析,結(jié)合對WIVA系統(tǒng)所使用的WVD數(shù)據(jù)格式的分析,采用Microsoft Visual C++語言[4]開發(fā)了一套格式轉(zhuǎn)換軟件DB2WVD,用于將Warrior系統(tǒng)DB文件格式數(shù)據(jù)導出、轉(zhuǎn)換為WIVA系統(tǒng)WVD格式數(shù)據(jù)。該軟件不依賴于Warrior系統(tǒng)的文件驅(qū)動平臺,具有獨立運行的特點,可以在WindowsXP、Windows7系統(tǒng)下運行。此外該格式軟件還具備了支持高采樣率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能以及低采樣率插值生成高采樣率功能,為WIVA解釋系統(tǒng)三維成像提供了有力的技術支持。DB2WVD軟件格式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理流程見圖3。

圖3　DB2WVD數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換處理流程

3　DB文件數(shù)據(jù)導出、轉(zhuǎn)換及三維成像對比

3.1　WIVA系統(tǒng)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)與DB2WVD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)成像對比

為驗證DB2WVD軟件轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)與WIVA系統(tǒng)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)是否一致,對6口井的MIT四十臂井徑儀的DB數(shù)據(jù)庫文件(測井數(shù)據(jù)采樣率均為60)分別采用WIVA解釋系統(tǒng)直接導入、DB2WVD軟件格式轉(zhuǎn)換2種方式生成WVD文件(見表6)。對6口井的12個WVD文件進行分析發(fā)現(xiàn),同一口井的2種方式WVD文件結(jié)構(gòu)及大小一致,同時三維成像解釋表明,均可在WIVA解釋系統(tǒng)下進行準確的三維圖形顯示。

表6　6口井基礎數(shù)據(jù)

圖4　WIVA軟件與DB2WVD軟件分別轉(zhuǎn)換實際井徑數(shù)據(jù)三維成像

以5××井的測井數(shù)據(jù)為例對比2種WVD格式的三維成像見圖4。直接使用WIVA解釋系統(tǒng)導入DB數(shù)據(jù)庫文件并轉(zhuǎn)換為WVD數(shù)據(jù),然后在WIVA解釋系統(tǒng)中加載顯示轉(zhuǎn)換后的WVD數(shù)據(jù),三維成像效果圖見圖4(a)。使用DB2WVD軟件讀取5××井測井數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換為WVD數(shù)據(jù),然后在WIVA解釋系統(tǒng)中加載,設置顯示深度一致,三維成像圖見圖4(b)。由圖4可看出,2種方式轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)在深度對齊情況下,三維成像效果在整體結(jié)構(gòu)和細節(jié)上完全一致,說明DB2WVD軟件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換正確。

3.2　高采樣率下WIVA系統(tǒng)導入情況

一般情況下,WIVA解釋系統(tǒng)只能導入轉(zhuǎn)換采樣間隔為3 mm的測井數(shù)據(jù),如果深度采樣間隔高于3 mm,則無法導入DB數(shù)據(jù)庫文件。為分析、對比及驗證上述信息,選擇了6××井實際四十臂井徑測井數(shù)據(jù),井的套管外徑177.8 mm,壁厚8.09 mm,測井深度采樣率為150,采樣間隔為2 mm。選擇WIVA2.0解釋系統(tǒng)導入6××井的測井DB數(shù)據(jù)庫文件,系統(tǒng)則提示無法轉(zhuǎn)換,錯誤信息提示數(shù)據(jù)采樣不合理。為了進一步驗證數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程,又利用WIVA3.0進行數(shù)據(jù)導入,解釋系統(tǒng)仍然提示無法轉(zhuǎn)換,可能是WIVA解釋系統(tǒng)軟件在數(shù)據(jù)導入上做了一定的限制。

使用DB2WVD軟件加載、轉(zhuǎn)換6××井測井數(shù)據(jù),則能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程不改變測井深度采樣率(深度采樣率仍然為150),WIVA解釋系統(tǒng)正確識別加載轉(zhuǎn)換后的WVD數(shù)據(jù),說明DB2WVD軟件將高采樣率DB數(shù)據(jù)庫文件轉(zhuǎn)換到WVD數(shù)據(jù)完全無誤,WIVA解釋系統(tǒng)能夠進行WVD數(shù)據(jù)井徑三維成像解釋(見圖5)。

3.3　低采樣率下插值三維成像圖效果

DB2WVD軟件在處理低采樣率數(shù)據(jù)時,采用卡爾曼預測算法[5],實現(xiàn)了較為準確的數(shù)據(jù)插值,大大提升了三維井徑成像顯示效果。對4口井的MIT及中國產(chǎn)四十臂井徑儀(其中1口井MIT測井數(shù)據(jù)、3口井中國產(chǎn)四十臂測井數(shù)據(jù))的低采樣率DB數(shù)據(jù)庫文件(測井數(shù)據(jù)采樣率均為300)采用DB2WVD轉(zhuǎn)換軟件進行直接轉(zhuǎn)換(測井深度采樣率不變)和數(shù)據(jù)插值(將測井深度采樣率變?yōu)?0)2種方式生成WVD文件,在WIVA解釋系統(tǒng)上分別進行三維成像驗證表明,經(jīng)過數(shù)據(jù)插值處理后的井徑成像質(zhì)量明顯高于未插值處理成像(見表7)。

圖5　DB2WVD轉(zhuǎn)換高采樣率測井數(shù)據(jù)三維成像效果圖

表7　4口井基礎數(shù)據(jù)

圖6　低采樣率井徑數(shù)據(jù)與經(jīng)過插值計算的井徑數(shù)據(jù)三維成像對比圖

以2××井的測井數(shù)據(jù)為例,利用DB2WVD轉(zhuǎn)換軟件直接轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)插值2種方式生成WVD文件并進行井徑三維成像對比(見圖6)。使用WIVA解釋系統(tǒng)導入WVD數(shù)據(jù)并加載,直接轉(zhuǎn)換的WVD文件(測井數(shù)據(jù)采樣率300)三維成像效果見圖6(a),可以明顯看出,三維成像效果不好,細節(jié)上顯示模糊,無法達到精確評價目的。采用數(shù)據(jù)插值生成的WVD文件(測井數(shù)據(jù)采樣率均為60)的三維成像見圖6(b),與圖6(a)三維成像相比,經(jīng)過5點卡爾曼預測插值的三維成像圖整體結(jié)構(gòu)明顯光滑,細節(jié)顯示清晰,說明5點插值有效提升了成像效果。

4　結(jié)束語

使用DB2WVD軟件對不同四十臂井徑儀器的實際測井數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)換、三維成像對比分析和驗證,表明DB2WVD軟件對DB數(shù)據(jù)庫文件、WVD文件格式轉(zhuǎn)換完全正確,能夠滿足測井資料解釋評價需求。由于不依賴于Warrior系統(tǒng)平臺,該軟件使用方便、資料處理效率高。同時DB2WVD軟件具有轉(zhuǎn)換不同采樣率測井數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)插值等強大功能,拓展了不同測井系統(tǒng)的數(shù)據(jù)應用能力,為WIVA解釋軟件進行四十臂井徑三維成像提供了支持。